簡民斯¹、蔡世樵²、林永慶²

¹空軍氣象中心、²國防大學理工學院環境資訊及工程學系

摘　要

藉由蒐集桃園及宜蘭地區之大氣參數，計算獲取大氣折射指數結構常數(Cn²)，並將相關數據除錯整理後，以逐月統計分析方式建立其月分布模型；同時，比較過去各種量測Kolmogorov之Cn²的方法，並分析不同季節、亂流強度下其值之差異；此外，亦利用無線電探空儀、溫溼度輻射儀等獲取之高時間解析度大氣參數剖面資料，計算Cn²垂直剖面分布，並與理論模型進行比對驗證，以進一步用來建立亂流發生可能性與Cn²垂直剖面變化之相關性，期能增進對大氣亂流垂直結構的瞭解。
本研究利用四套分別架設於桃園及宜蘭地區之超音波風向風速計與溫濕度計，蒐集逐秒風向風速、溫溼度、氣壓等大氣參數，以雙點溫度結構函數法及雙點大氣折射指數擾動法計算Cn²，比較不同方法之一致性或差異性；此外，亦配合於雙點位置架設閃爍儀，藉由量測雙點路徑上之Cn²，並將量測結果與雙點大氣數據計算之Cn²進行比對驗證，結果顯示兩者數量級一致，且數值變化區間相當接近。統計結果顯示，Cn²呈現冬季較低、夏季較高之季節性分布，且日間的值相對較高，夜間的值相對較低，而兩種方法計算之Cn²則呈現高度正相關，顯示計算結果有一定之可信度。此外，本研究亦挑選Cn²數值出現顯著日變化之個案進行分析，探討其數值之變化趨勢與天氣系統之關聯性，發現溫度隨時間的擾動量與Cn²呈現高度相關，顯示溫度時序分布是判斷大氣亂流物理量的重要條件。

關鍵字：邊界層、大氣折射指數結構常數、晴空亂流、超音波風向風速計、溫溼度輻射儀